无菌空气的制备讲稿
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层搭织，形成3mm厚的滤层，容污空间达94％，实现了绝 对除菌。
• 折叠式微孔滤膜 利用厚度为35～150μm的聚合高分子
材质，经折叠、加衬、热熔合封口等工序，制成子弹状 的滤芯。可实现直接拦截除菌。
• 超细硼硅酸纤维涂覆聚四氟乙烯滤材 在直径为0.5μm
的超细硼硅酸纤维上涂覆一层聚四氟乙烯膜，再经折叠 而成。在保证绝对除菌及噬菌体的前提下，具备了超大 容污空间和强疏水性的优点，正确使用寿命可达3年以上。
无菌空气的制备课件
学习目标
了解基本概念、无菌空气制备方法及生产中 使用的过滤介质； 掌握无菌空气制备工艺、制备过程的注意事 项及常见问题处理手段； 理解过滤除菌的原理、过滤效率、影响因素 及提高过滤除菌效率的措施。
第一节 基本概念
• 无菌空气 所谓无菌空气就是指不含有微生物菌体的空
气。自然状态下的空气中含有悬浮的灰尘、各种微生 物及水，压缩后还含有油滴。因此，空气在引进发酵 罐之前必须进行严格处理，除去其中含有的微生物与 其它有害成分。
2．冷热空气直接混合式空气除菌流程
特点：省去第二冷却后的分离设备和空气再加热 设备，流程比较简单，冷却水用量少。适用于 中等湿含量地区。
3．高效前置过滤空气除菌流程 特点：采用了高效率的前置过滤设备，使空气经 多次过滤，因而所得的空气无菌程度很高。
4．利用热空气加热冷空气的流程 特点：对热能的利用比较合理。
三、过滤介质
• 1．常用过滤介质
（ 1 ） 棉 花 纤 维 细 长 疏 松 的 新 鲜 产 品 。 直 径 为 16 ～ 21μm，装填时要分层均匀，最后压紧，填充密度达 到150～200kg／m3，填充系数为8.5％～10％。
（2）玻璃纤维 纤维直径小，不易折断，过滤效果好。 直径8～19μm。填充系数不宜太大，采用6％～10％， 填充密度130～280kg／m3。缺点：碎末飞扬。
• （5）石棉滤板 采用蓝石棉20％和8％纸浆纤维混合打
浆压制而成。由于纤维直径比较粗，纤维间隙比较大， 虽然滤板较厚 (3～5mm)，但过滤效率还是比较低，只 适应用于分过滤器。其优点是耐湿，受潮时也不易穿 孔或折断，能耐受蒸汽反复杀菌，使用时间较长 。
2．新型过滤介质
• 超细硼硅酸纤维滤材 用0.5μm粗的超细硼硅酸纤维层
• 烧结材料过滤介质 过滤效率较高。
第三节 无菌空气的制备过程
无菌空气的制备一般是把吸气口吸人的空 气先经过压缩机前的过滤器过滤，再进入空气 压缩机，从空压机出来的空气(一般压力在 1.96×105Pa以上，温度120～150℃)，先冷却 到适当的温度 (20～25℃)除去油和水，再加热 至30～35℃，最后通过总过滤器和分过滤器除 菌，从而获得洁净度、压力、温度和流量都符
• 过滤效率 是指被介质层捕集的尘埃颗粒与空气中原有颗粒
数之比。
• 充填系数 容器内所充填的固体物质的体积占容器总容积的
百分率。
• 填充密度 容器内填充的固体物质的量与其体积的比值。 • 湿含量 湿空气中，单位质量的干空气内所含有水汽的质量，
称作湿含量或绝对含湿量。相对湿度 一定总压下，湿空气 中水蒸汽分压与该状况下空气中饱和水蒸汽分压的比值。
合要求的无菌空气。
一、制备工艺
1．两级冷却、加热除菌流程 特点：两次冷却、两次分离、适当加热。优点：能
提高传热系数，节约冷却用水，油水分离得完全。 第一级冷却：30～35℃，第二级冷却：20～25℃.相
对湿度仍是100％，加热将空气中的相对湿度降低 至50％～60％，以保证过滤器的正常运行。适用 于潮湿的地区
（3）活性炭 表面积大，吸附力较强。一般为颗粒状。 直径为3mm，长5～10mm的圆柱状活性炭，。过滤效率 比棉花要低很多。
• （4）超细玻璃纤维纸 无碱玻璃，采用喷吹法制成的
直径很小的纤维 (直径为1～1.5μm)。将该纤维制成 0.25 ～ 1mm 厚 的 纤 维 纸 ， 它 所 形 成 的 网 格 的 孔 隙 为 0.5～5μm，比棉花小10～15倍，故它有较高的过滤效 率。
（4）压缩空气进入介质过滤器前要适当加热至空气露点温度 以上。结露析出水分、油渍时压缩空气处于饱和状态，相对湿 度100%，果直接进入过滤器，就会很容易湿润过滤介质，引起 空气除菌不彻底。加热，使压缩空气的相对湿度下降到60%左右 ，才能进入过滤器。
（5）介质过滤器要定期拆洗、杀菌。介质过滤不能长期获 得100％的过滤效率。灭菌后的过滤介质一定要用空气吹干后再 投入使用。
• 深层过滤 利用过滤介质纤维的层层阻隔，迫使空气在
流动过程中出现无数次改变气速大小和方向的绕流运 动，导致微粒与滤层纤维间产生撞击、拦截、布朗扩 散、重力及静电引力等作用，从而把微粒截留、捕集 在纤维表面上，实现了过滤除菌的目的。
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• 临界气流速度 当气流速度降低至可以使惯性截留作用接近
于零时，此时所对应的气流流速称为临界气流速度。
图3- 利用热空气加热冷空气的流程
5．实用化流程
结合以上的流程特点，综合环境条件，目前工厂常用空 气过滤除菌流程
二、注意事项
（1）空气取气口伸向高空，背风取气。 （2）空气进入空压机前，要先经过粗过滤器。否则空气中的尘 埃颗粒就会直接进入到空压机的汽缸内，与汽缸发生摩擦造成汽缸 磨损。汽缸就会产生缝隙而漏气，从而影响空压机的工作效率。 （3）空压机出来的压缩空气需要布置贮气罐。空压机出来的压 缩空气是一个脉冲状态的气流，但是在介质过滤器的过滤要求是一 个稳态流体。空气贮罐，可以把压缩机出来的脉冲压缩空气流态转 为稳态。
第二节 基本原理
一、无菌空气制备的基本方法
制备无菌空气的方法：如辐射灭菌、化学灭菌、
加热灭菌、静电除菌，过滤介质除菌等。
二、过滤除菌的原理
1．介质过滤除菌机理：撞击、拦截、布朗扩散、 重力及静电引力等。
2.对数穿透定律:进入滤层的微粒数与穿透滤层的 微粒数之比的对数与滤层厚度成正比，即对数穿透定 律。
（6）无菌空气在进入发酵罐前要经过分过滤器。无菌空气 制备流程线路较长，比较容易在管路中出现二次污染，为了避 免二次污染带到发酵罐，在发酵罐前设置分过滤装置。
• 折叠式微孔滤膜 利用厚度为35～150μm的聚合高分子
材质，经折叠、加衬、热熔合封口等工序，制成子弹状 的滤芯。可实现直接拦截除菌。
• 超细硼硅酸纤维涂覆聚四氟乙烯滤材 在直径为0.5μm
的超细硼硅酸纤维上涂覆一层聚四氟乙烯膜，再经折叠 而成。在保证绝对除菌及噬菌体的前提下，具备了超大 容污空间和强疏水性的优点，正确使用寿命可达3年以上。
无菌空气的制备课件
学习目标
了解基本概念、无菌空气制备方法及生产中 使用的过滤介质； 掌握无菌空气制备工艺、制备过程的注意事 项及常见问题处理手段； 理解过滤除菌的原理、过滤效率、影响因素 及提高过滤除菌效率的措施。
第一节 基本概念
• 无菌空气 所谓无菌空气就是指不含有微生物菌体的空
气。自然状态下的空气中含有悬浮的灰尘、各种微生 物及水，压缩后还含有油滴。因此，空气在引进发酵 罐之前必须进行严格处理，除去其中含有的微生物与 其它有害成分。
2．冷热空气直接混合式空气除菌流程
特点：省去第二冷却后的分离设备和空气再加热 设备，流程比较简单，冷却水用量少。适用于 中等湿含量地区。
3．高效前置过滤空气除菌流程 特点：采用了高效率的前置过滤设备，使空气经 多次过滤，因而所得的空气无菌程度很高。
4．利用热空气加热冷空气的流程 特点：对热能的利用比较合理。
三、过滤介质
• 1．常用过滤介质
（ 1 ） 棉 花 纤 维 细 长 疏 松 的 新 鲜 产 品 。 直 径 为 16 ～ 21μm，装填时要分层均匀，最后压紧，填充密度达 到150～200kg／m3，填充系数为8.5％～10％。
（2）玻璃纤维 纤维直径小，不易折断，过滤效果好。 直径8～19μm。填充系数不宜太大，采用6％～10％， 填充密度130～280kg／m3。缺点：碎末飞扬。
• （5）石棉滤板 采用蓝石棉20％和8％纸浆纤维混合打
浆压制而成。由于纤维直径比较粗，纤维间隙比较大， 虽然滤板较厚 (3～5mm)，但过滤效率还是比较低，只 适应用于分过滤器。其优点是耐湿，受潮时也不易穿 孔或折断，能耐受蒸汽反复杀菌，使用时间较长 。
2．新型过滤介质
• 超细硼硅酸纤维滤材 用0.5μm粗的超细硼硅酸纤维层
• 烧结材料过滤介质 过滤效率较高。
第三节 无菌空气的制备过程
无菌空气的制备一般是把吸气口吸人的空 气先经过压缩机前的过滤器过滤，再进入空气 压缩机，从空压机出来的空气(一般压力在 1.96×105Pa以上，温度120～150℃)，先冷却 到适当的温度 (20～25℃)除去油和水，再加热 至30～35℃，最后通过总过滤器和分过滤器除 菌，从而获得洁净度、压力、温度和流量都符
• 过滤效率 是指被介质层捕集的尘埃颗粒与空气中原有颗粒
数之比。
• 充填系数 容器内所充填的固体物质的体积占容器总容积的
百分率。
• 填充密度 容器内填充的固体物质的量与其体积的比值。 • 湿含量 湿空气中，单位质量的干空气内所含有水汽的质量，
称作湿含量或绝对含湿量。相对湿度 一定总压下，湿空气 中水蒸汽分压与该状况下空气中饱和水蒸汽分压的比值。
合要求的无菌空气。
一、制备工艺
1．两级冷却、加热除菌流程 特点：两次冷却、两次分离、适当加热。优点：能
提高传热系数，节约冷却用水，油水分离得完全。 第一级冷却：30～35℃，第二级冷却：20～25℃.相
对湿度仍是100％，加热将空气中的相对湿度降低 至50％～60％，以保证过滤器的正常运行。适用 于潮湿的地区
（3）活性炭 表面积大，吸附力较强。一般为颗粒状。 直径为3mm，长5～10mm的圆柱状活性炭，。过滤效率 比棉花要低很多。
• （4）超细玻璃纤维纸 无碱玻璃，采用喷吹法制成的
直径很小的纤维 (直径为1～1.5μm)。将该纤维制成 0.25 ～ 1mm 厚 的 纤 维 纸 ， 它 所 形 成 的 网 格 的 孔 隙 为 0.5～5μm，比棉花小10～15倍，故它有较高的过滤效 率。
（4）压缩空气进入介质过滤器前要适当加热至空气露点温度 以上。结露析出水分、油渍时压缩空气处于饱和状态，相对湿 度100%，果直接进入过滤器，就会很容易湿润过滤介质，引起 空气除菌不彻底。加热，使压缩空气的相对湿度下降到60%左右 ，才能进入过滤器。
（5）介质过滤器要定期拆洗、杀菌。介质过滤不能长期获 得100％的过滤效率。灭菌后的过滤介质一定要用空气吹干后再 投入使用。
• 深层过滤 利用过滤介质纤维的层层阻隔，迫使空气在
流动过程中出现无数次改变气速大小和方向的绕流运 动，导致微粒与滤层纤维间产生撞击、拦截、布朗扩 散、重力及静电引力等作用，从而把微粒截留、捕集 在纤维表面上，实现了过滤除菌的目的。
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• 临界气流速度 当气流速度降低至可以使惯性截留作用接近
于零时，此时所对应的气流流速称为临界气流速度。
图3- 利用热空气加热冷空气的流程
5．实用化流程
结合以上的流程特点，综合环境条件，目前工厂常用空 气过滤除菌流程
二、注意事项
（1）空气取气口伸向高空，背风取气。 （2）空气进入空压机前，要先经过粗过滤器。否则空气中的尘 埃颗粒就会直接进入到空压机的汽缸内，与汽缸发生摩擦造成汽缸 磨损。汽缸就会产生缝隙而漏气，从而影响空压机的工作效率。 （3）空压机出来的压缩空气需要布置贮气罐。空压机出来的压 缩空气是一个脉冲状态的气流，但是在介质过滤器的过滤要求是一 个稳态流体。空气贮罐，可以把压缩机出来的脉冲压缩空气流态转 为稳态。
第二节 基本原理
一、无菌空气制备的基本方法
制备无菌空气的方法：如辐射灭菌、化学灭菌、
加热灭菌、静电除菌，过滤介质除菌等。
二、过滤除菌的原理
1．介质过滤除菌机理：撞击、拦截、布朗扩散、 重力及静电引力等。
2.对数穿透定律:进入滤层的微粒数与穿透滤层的 微粒数之比的对数与滤层厚度成正比，即对数穿透定 律。
（6）无菌空气在进入发酵罐前要经过分过滤器。无菌空气 制备流程线路较长，比较容易在管路中出现二次污染，为了避 免二次污染带到发酵罐，在发酵罐前设置分过滤装置。